Studi Pengaruh Ukuran Butir terhadap Parameter Kompaksi Material Crushed Limestone.

(1)

ix Universitas Kristen Maranataha

STUDI PENGARUH UKURAN BUTIR TERHADAP

PARAMETER KOMPAKSI MATERIAL

CRUSHED LIMESTONE

Jordan Dean Fahlevi

NRP : 1021037

Pembimbing : Andrias Suhendra Nugraha., S.T., M.T.

ABSTRAK

Limestone adalah batu kapur (CaCO3) sebuah batuan sedimen terdiri dari mineral

calcite atau kalsium carbonate. Limestone yang telah melalui proses crushing

(crushed limestone) dapat dijadikan sebagai material timbunan pada pekerjaan timbunan seperti jalan raya, dinding penahan tanah, lapangan terbang, dan lain-lain . Untuk memenuhi spesifikasi kepadatan pada pekerjaan timbunan di lapangan maka harus dilakukan uji kompaksi di laboratorium terlebih dahulu terhadap material timbunan crushed limestone untuk memperoleh paramater kompaksi yang akan dijadikan sebagai acuan pada spesifikasi pekerjaan timbunan tersebut. Proses crushing terhadap material limestone akan menghasilkan variasi dan gradasi pada ukuran butir.

Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis pengaruh ukuran butir terhadap parameter kompaksi material crushed limestone. Material crushed limestone yang digunakan berasal dari Padalarang, Jawa Barat. Ukuran butir equivalent dari

crushed limestone yang digunakan sebagai material uji adalah : 2mm (SU1), 3mm

(SU2), dan 4mm (SU3). Uji kompaksi di laboratorium menggunakan tata cara

standard proctor test dengan standar ASTM D 698. Untuk uji sieve analysis

standar yang digunakan antara lain adalah : BS 1337, ASTM C136 dan ASTM D 2487.

Nilai coefficient uniformity, Cu dari material uji SU1, SU2, dan SU3 berturut-turut

adalah 1,62, 2,43, dan 1,68. SU1 dan SU3 memiliki ukuran butir yang uniform. Jenis gradasi material uji SU1, SU2, dan SU3 adalah poorly graded. Nilai

optimum moisture content, wopt dari material uji SU1, SU2, dan SU3 berturut-turut adalah 0,53%, 0,22%, dan 0,64%. Nilai maximum dry density, dry max dari material

uji SU1, SU2, dan SU3 berturut-turut adalah 1,5386 t/m3, 1,5592 t/m3, dan 1,5682 t/m3. Kenaikan nilai wopt dari sampel uji SU3 terhadap SU1 adalah sebesar 17%. Kenaikan nilai dry max dari sampel uji SU3 terhadap SU1 adalah sebesar 1,88%.

Kata kunci: limestone; crushed limestone, kompaksi; standard proctor test; optimum moisture

(2)

x Universitas Kristen Maranataha

STUDY OF THE INFLUENCE OF THE GRAIN SIZE OF

THE CRUSHED LIMESTONE MATERIAL

COMPACTION PARAMETER

Jordan Dean Fahlevi

NRP : 1021037

Supervisor : Andrias Suhendra Nugraha., S.T., M.T.

ABSTRACT

Limestone (CaCO3) is a sedimentary rock composed of the mineral calcite or

calcium carbonate. Limestone that has been through the process of crushing (crushed limestone) can be used as embankment material on civil engineering construction as a highway embankment, retaining wall, airfields, and others. To meet the density specifications in field, the work must be done in the laboratory compaction test in advance of the pile of crushed limestone material to obtain compaction parameters that will be used as a reference in compaction specification. In field limestone crushing process of the material will produce variations and gradations in grain size.

The research objective was to analyze the influence of grain size of the crushed limestone material compaction parameters. Crushed limestone material used in this research come from Padalarang, West Java. Equivalent grain size of crushed limestone which used as the test material respectively as follow: 2mm (SU1), 3mm (SU2) and 4mm (SU3). Test compaction in the laboratory using the procedures of standard test proctor with ASTM D 698. Test standards which used for sieve analysis respectively as follow: BS 1337, ASTM C136 and ASTM D 2487.

Coefficient uniformity, Cu values of test material SU1, SU2, and SU3 are

respectively 1.62, 2.43, and 1.68. SU1 and SU3 have a uniform grain size. Type gradation test material SU1, SU2, and SU3 is poorly graded. Optimum moisture content, wopt value of the test material SU1, SU2, and SU3 are respectively 0.53%,

0.22% and 0.64%. Maximum dry density, dry max value of the test material SU1,

SU2, and SU3 are respectively 1.5386 t / m3, 1.5592 t / m3, and 1.5682 t / m3. The increase in the value of the test sample SU3 wopt against SU1 is 17%. The increase

in the value of the test sample dry max SU3 against SU1 amounted to 1.88%.

(3)

xi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... ii

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... v

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

1.2Tujuan Penelitian ... 1

1.3Ruang Lingkup Penelitian ... 1

1.4Sistematika Penelitian ... 2

1.5Metodologi Penelitian ... 2

BAB II STUDI LITERATUR ... 4

2.1Limestone ... 4

2.1.1 Komposisi Limestone ... 5

2.1.2 Jenis Limestone ... 5

2.1.3 Penggunaan Kapur ... 6

2.2Sieve Analysis ... 7

2.3Kompaksi ... 9

2.3.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hasil Kompaksi ... 10

2.3.2 Kompaksi di Laboratorium ... 12

2.3.2.1 Standard Proctor Test (Uji Proctor Standar) ... 13

2.3.2.2 Modified Proctor Test (Uji Proctor Modified) ... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 16

3.1Diagram Alir Untuk Penelitian Tugas Akhir ... 16

3.2Material Uji ... 17

3.3Persiapan Sampel Uji di Laboratorium ... 20

3.4Tata Cara Uji Sieve Analysis di Laboratorium ... 20

3.5Tata Cara Uji Kompaksi di Laboratorium ... 24

BAB IV ANALISA DATA ... 28

4.1Hasil Uji Unsur Kimia Material Crushed Limestone ... 28

4.2Hasil Uji Indeks Properti Material Crushed Limestone ... 29

(4)

xii Universitas Kristen Maranatha

a. Hasil Uji Sieve Analysis Untuk Sampel Uji SU1 ... ₃₀

b. Hasil Uji Sieve Analysis Untuk Sampel Uji SU2 ... ₃₁

c. Hasil Uji Sieve Analysis Untuk Sampel Uji SU3 ... ₃₂

d. Jenis Gradasi Untuk Sampel Uji SU1, SU2, dan SU3 ... ₃₃

4.4Uji Kompaksi ... 34

a. Hasil Uji Kompaksi Untuk Sampel Uji SU1 ... ₃₄

b. Hasil Uji Kompaksi Untuk Sampel Uji SU2 ... ₃₆

c. Hasil Uji Kompaksi Untuk Sampel Uji SU3 ... ₃₈

d. Parameter Kompaksi Untuk Sampel Uji SU1, SU2, dan SU3 ... ₃₉

4.5Pengaruh Ukuran Butir Terhadap Kadar Air Optimum (Optimum Moisture Content) dan Berat Isi Kering Maksimum (Moisture Dry Density) ... ₄₀

BAB V KESIMPULAN dan SARAN ... 43

5.1Kesimpulan ... 43

5.2Saran ... 43

(5)

xiii Universitas Kristen Maranataha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Limestone Padalarang ... 4

Gambar 2.2 Kurva Distribusi Ukuran Butir ... 7

Gambar 2.3 Flow Chart for Classifying Coarse-Grained Soils ... 8

Gambar 2.4 Pengaruh Energi Terhadap Kurva Kompaksi ... 11

Gambar 2.5 Kurva Kompaksi Untuk Beberapa Jenis Tanah ... 12

Gambar 2.6 Kurva Kompaksi ... 13

Gambar 2.7 Alat Uji Standar Proctor ... 14

Gambar 3.1 Diagram Alir ... 16

Gambar 3.2 Excavator ... 17

Gambar 3.3 Limestone dari Quarry ... 17

Gambar 3.4 Mesin Crusher dan Susunan Ayakan ... 18

Gambar 3.5 Material Crushed Limestone ... 18

Gambar 3.6 Proses Quartering ... 20

Gambar 3.7 Alat Uji Sieve Analysis ... 21

Gambar 3.8 Alat Uji Kompaksi ... 24

Gambar 4.1 Kurva Distribusi Ukuran Butir Sampel Uji SU1 ... 30

Gambar 4.4 Jenis Gradasi Untuk Sampel Uji SU1, SU2, dan SU3 ... 33

Gambar 4.5 Kurva Kompaksi Tiga Titik Sampel Uji SU1 ... 34

Gambar 4.6 Kurva Kompaksi Empat Titik Sampel Uji SU1 ... 35

Gambar 4.7 Kurva Kompaksi Sampel Uji SU1 ... 35

Gambar 4.9 Kurva Kompaksi Empat Titik Sampel Uji SU2 ... 37

Gambar 4.12 Sampel Uji SU3 Pada Saat Penambahan Air 245,3cc ... 38

Gambar 4.14 Kurva Kompaksi Untuk Sampel Uji SU1, SU2, dan SU3 ... 40

Gambar 4.15 Pengaruh Ukuran Butir Terhadap Kadar Air Optimum ... 41

(6)

xiv Universitas Kristen Maranataha

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Ukuran Butir Material Crushed Limestone ... 19

Tabel 3.2 Jumlah Material yang Disiapkan ... 19

Tabel 3.3 Penomoran Sampel Uji... 19

Tabel 3.4 Langkah-langkah Pengambilan Sampel Uji ... 21

Tabel 3.5 Langkah-langkah Pencucian Sampel Uji ... 22

Tabel 3.6 Langkah-langkah Sieving untuk Sampel Uji ... 23

Tabel 3.7 Langkah-langkah Pengambilan Sampel Uji ... 24

Tabel 3.8 Langkah-langkah Mixing dan Curing untuk Setiap Sampel Uji ... 25

Tabel 3.9 Langkah-langkah Uji Kompaksi ... 26

Tabel 3.10 Langkah-langkah Pengambilan Kadar Air ... 27

Tabel 4.1 Hasil Uji Unsur Kimia Metode XRF... 28

Tabel 4.2 Indeks Properti Material Uji ... 29

Tabel 4.3 Average Specific Gravity of Various Rock Types ... 29

Tabel 4.4 Parameter Material Uji SU1 ... 30

Tabel 4.7 Parameter Material Uji SU1, SU2, dan SU3 ... 33

Tabel 4.8 Parameter Kompaksi Sampel Uji SU1, SU2, dan SU3 ... 40

Tabel 4.9 Kenaikan Nilai wopt Sampel Uji SU3 terhadap SU1 ... 41

(7)

xv Universitas Kristen Maranataha

DAFTAR NOTASI

Cu Coefficient of uniformity

Cc Coefficient of curvature

D10 Diameter ukuran butir yang berkenaan dengan 10% lebih halus

Gs Specific Gravity (berat jenis)

W Berat tanah yang dipadatkan

w Kadar air (%)

wopt Optimum moisture content (Kadar air optimum)

V Volume cetakan (m)

 Berat isi

dry Dry density (berat isi kering)

dry max Maximum dry density (berat isi kering maksimum)

w

 Berat isi air

ZAV

(8)

Universitas Kristen Maranatha xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L.1 Hasil Uji Sieve Analysis Sampel Uji SU1 ... 47

Lampiran L.4 Hasil Uji Kompaksi Sampel Uji SU1 ... 50

Lampiran L.7 Hasil Uji Specific Gravity Sampel Uji SU1 ... 53

Lampiran L.10 Hasil Uji Water Content Sampel Uji SU1... 56

Lampiran L.11 Hasil Uji Water Content Sampel Uji SU1... 57

(9)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limestone adalah batu kapur (CaCO3) sebuah batuan sedimen terdiri dari mineral calcite atau calsium carbonate. Sumber utama dari calcite ini adalah

organisme laut. Banyak struktur sipil khususnya pekerjaan tanah yang

membutuhkan timbunan seperti; jalan raya, dinding penahan tanah, lapangan

terbang, dan lain-lain. Struktur tersebut membutuhkan tanah timbunan yang

dikompaksi, salah satunya dengan material limestone. Limestone di crushed di

pabrik untuk mendapatkan beberapa diameter ukuran butir equivalent, crushed

limestone yang dijadikan material untuk perkerasan jalan.

Kompaksi adalah pemadatan material dengan menggunakan energi mekanis,

termasuk didalamnya modifikasi kadar air dan gradasi material. Material crushed

limestone di uji kompaksi untuk meningkatkan berat isinya. Untuk memperoleh

gradasi material diperlukan uji sieve analysis yang akan menghasilkan kurva

distribusi ukuran butir.

Pada pelaksanaan kompaksi di lapangan dibutuhkan spesifikasi kompaksi

yang dihasilkan dari uji kompaksi di laboratorium. Terdapat dua cara uji

kompaksi di laboratorium yaitu standard proctor test dan modified proctor test.

Pada penelitian tugas akhir ini akan ditinjau pengaruh beberapa diameter ukuran

butir equivalent terhadap parameter kompaksi material crushed limestone.

1.2Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis pengaruh ukuran butir terhadap

paramater kompaksi material crushed limestone.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

(10)

2 Universitas Kristen Maranatha 1. Material crushed limestone yang digunakan berasal dari daerah

Padalarang, Jawa Barat.

2. Parameter kompaksi yang menjadi tinjauan adalah maximum dry density

(berat isi kering maksimum), dry max dan optimum moisture content (kadar

air optimum), wopt.

3. Ukuran butir equivalent dari crushed limestone yang digunakan sebagai

material uji adalah : 2mm, 3mm, dan 4mm.

4. Uji kompaksi di laboratorium menggunakan tata cara standard proctor test

dengan standar ASTM D 698.

5. Untuk uji sieve analysis standar yang digunakan antara lain adalah : BS

1337, ASTM C136 dan ASTM D 2487.

6. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil

Universitas Kristen Maranatha.

1.4 Sistematika Penelitian

Laporan Tugas Akhir ini disusun dalam beberapa bab dengan urut sistematika

sebagai berikut:

BAB I, berisi Pendahuluan yang terdiri dari Latar Belakang, Tujuan Penelitian,

Ruang Lingkup Penelitian, Sistematika Penelitian, dan Metodologi

Penelitian Sistematika Penelitian.

BAB II, berisi Studi Literatur yang berhubungan dengan penelitian/penulisan

Tugas Akhir, yaitu Limestone, Kompaksi, Macam-macam Kompaksi,

Faktor yang Mempengaruhi Hasil Kompaksi.

BAB III, Metodologi Penelitian, berisi tentang diagram alir, metode pengujian

(11)

3 Universitas Kristen Maranatha Metodologi penelitian Tugas Akhir ini disusun berdasarkan tahapan

berikut :

1. Studi literature, yaitu mencari data dan keterangan yang dibutuhkan, serta

mempelajari buku-buku referensi dan teori-teori yang mempunyai

hubungan dengan pokok bahasan penelitian.

2. Tahap penulisan, meliputi analisis data, penyusunan, dan konsultasi

(12)

43

Simpulan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Nilai Coefficient Uniformity (koefisien keseragaman), Cu dari material uji

crushed limestone SU1, SU2, dan SU3 berturut-turut adalah 1,62, 2,43,

dan 1,68. SU1 dan SU3 memiliki ukuran butir yang seragam (uniform).

2. Jenis gradasi material uji crushed limestone SU1, SU2, dan SU3 adalah

poorly graded.

3. Nilai optimum moisture content (kadar air optimum), wopt dari material uji crushed limestone SU1, SU2, dan SU3 berturut-turut adalah 0,53%,

sampel uji SU3 terhadap SU1 adalah sebesar 17%.

6. Kenaikan nilai maximum dry density (berat isi kering maksimum), dry max

dari sampel uji SU3 terhadap SU1 adalah sebesar 1,88%.

7. Material uji crushed limestone yang digunakan mengandung 55,86%

oksida CaO.

8. Nilai specific gravity, Gs dari material uji crushed limestone SU1, SU2,

dan SU3 berturut-turut adalah 2,72, 2,71, dan 2,72.

9. Nilai initial water content, dari material uji crushed limestone SU1, SU2,

dan SU3 berturut-turut adalah 0,03%, 0,08%, dan 0,05%.

5.2 Saran

(13)

43 3

Universitas Kristen Maranatha

 Disarankan untuk melakukan uji kompaksi dengan cara modified proctor

(14)

45 Universitas Kristen Maranataha

DAFTAR PUSTAKA

1. ASTM D-698 INTERNATIONAL, (2000). “Standard Test Method for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3(600 kN-m/m3)))1”.

2. ASTM D-1241 INTERNATIONAL, (2000). “Standard Specification for Materials for Soil-Aggregate Subbase, Base, and Surface Courses ”, United States.

3. CRC Handbook of Chemistryand Physics, David R. Lide, Editor-in-Chief,

74th_{Edition, 1993-1994}

4. DAS, Braja M, 1995. “Principles of Geotechnical Engineering”. Jakarta,

Kompaksi1.pdf). Diakses 13 September 2015.

8. Hardijana Dian, 2004. “Mekanika Tanah-Kompaksi 2”. (URL:

http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND.TEKNIK_SIPIL/196312291

997021-DIAN_HARDIJANA/Mektan_9/04_Mekanika_Tanah-Kompaksi2.pdf). Diakses 13 September 2015.

9. Head K H, 1980, Manual of Soil Laboratory Testing, Vol. 1: Soil

classification and compaction tests 1.Soil-Testing-Laboratory manuals,

London.

10.Johnson, A.W., and Sallberg, J.R., Factors Influencing Compaction Test

(15)

46 Universitas Kristen Maranataha Academy of Sciences-National Researdch Council, Washington, DC, 1962,

p. 73

11.Torrey, V.H., and Donaghe, R. T., “Compaction of Earth-Rock Mixtures: A

New Approach,” Geotechnical Testing Journal, GTJODI, Vol 17, No. 3,